空間紅外小目標(biāo)檢測(cè)與跟蹤算法研究.pdf

1、隨著精確制導(dǎo)技術(shù)和衛(wèi)星技術(shù)的發(fā)展，空間防御能力成為各個(gè)航天國(guó)家日益關(guān)注的課題。其中，紅外小目標(biāo)檢測(cè)和跟蹤占有著相當(dāng)重要的地位，是衛(wèi)星遙測(cè)、防空預(yù)警以及深空制導(dǎo)等領(lǐng)域的核心技術(shù)，并朝著快速反應(yīng)和遠(yuǎn)程預(yù)警的方向迅猛發(fā)展。本文研究了空間背景下紅外小目標(biāo)檢測(cè)與跟蹤算法，并針對(duì)傳統(tǒng)軟件仿真設(shè)計(jì)中實(shí)時(shí)性差、應(yīng)用性不強(qiáng)的缺陷，進(jìn)行了基于FPGA的硬件算法設(shè)計(jì)工作，并利用Altera公司的DSP Builder工具和片上可編程系統(tǒng)（SOPC）的設(shè)計(jì)方法

2、，在硬件平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)空間紅外小目標(biāo)檢測(cè)與跟蹤算法。
　　論文首先對(duì)紅外小目標(biāo)的特性進(jìn)行分析并給出模型，然后介紹了紅外小目標(biāo)的檢測(cè)與跟蹤算法，包括圖像預(yù)處理（中值濾波、形態(tài)學(xué)濾波）、目標(biāo)檢測(cè)（閾值分割、Blob連通域分析）、目標(biāo)跟蹤（Kalman算法），通過(guò)軟件仿真證明算法的有效性；接下來(lái)介紹了DSP Builder工具的開(kāi)發(fā)方法，并詳細(xì)闡述了使用該工具搭建目標(biāo)預(yù)處理、閾值分割、目標(biāo)跟蹤各算法模塊的過(guò)程；隨后介紹整個(gè)系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)和硬

3、件平臺(tái)的選擇，并詳細(xì)說(shuō)明應(yīng)用SOPC技術(shù)的硬件系統(tǒng)中圖像緩存、圖像讀取和結(jié)果輸出的實(shí)現(xiàn)方法及Nios II應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)；最后，設(shè)計(jì)了兩種不同特點(diǎn)的圖像源（以真實(shí)紅外空間圖像為背景的合成圖像序列和Vega仿真紅外小目標(biāo)飛行場(chǎng)景），通過(guò)在開(kāi)發(fā)板上進(jìn)行硬件實(shí)驗(yàn)，測(cè)試并驗(yàn)證算法的正確性。
　　本文在研究空間背景下紅外動(dòng)態(tài)小目標(biāo)檢測(cè)與跟蹤算法的基礎(chǔ)上，利用DSP Builder工具，使用SOPC系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，設(shè)計(jì)了基于FPGA的硬件處理系